可量化的藝術(shù)
——淺析電影攝影的曝光基礎(chǔ)控制所帶來的創(chuàng)造力

楊驥 南京藝術(shù)學(xué)院

量化在電影攝影里的含義是什么呢，可以簡單概括為，攝影師對各個參數(shù)的控制，在由制作標(biāo)準(zhǔn)的前提下進(jìn)行創(chuàng)作。“控制”這個詞一直是嚴(yán)肅的電影攝影師需要牢記于心的警句，當(dāng)一個電影攝影師對拍攝的畫面失去控制，無疑是災(zāi)難性的，所有電影攝影師需要對影像有明確的表達(dá)時，就需要牢牢把控住從最基礎(chǔ)的構(gòu)圖到復(fù)雜的光色運(yùn)用等等所有的技術(shù)參數(shù)，而這是無法交給計算機(jī)去自動識別的，所以在電影攝影機(jī)上幾乎無法看到自動化的操作，這意味著，對于電影攝影師來說，所有的操作和控制都需要了然于胸，那從電影的影像控制上來講，最本質(zhì)的要求就是為銀幕產(chǎn)生可視的光影，而產(chǎn)生光影的過程包含了最基本的控制之一就是曝光。電影攝影的曝光控制不是隨意的呈現(xiàn)影像，而是通過合理的曝光方式將最恰當(dāng)?shù)挠跋癯尸F(xiàn)給觀眾。以下將會通過對曝光基本方法的分析來探究影像創(chuàng)作的可能性。

1.電影攝影曝光的基礎(chǔ)原理

自18世紀(jì)工業(yè)革命和科學(xué)革命[ 18世紀(jì)后期開始的工業(yè)革命影響了科學(xué)革命，并轉(zhuǎn)而受到科學(xué)革命的影響。蒸汽機(jī)的發(fā)展就是一個例證。（美）斯塔夫里阿諾斯《全球通史：從史前史到21世紀(jì)》，第七版修訂版，下冊，北京大學(xué)出版社，2006年，第483頁。]以來，世界從傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)社會逐漸轉(zhuǎn)向現(xiàn)代工業(yè)社會，人類的物理、化學(xué)等科學(xué)領(lǐng)域的發(fā)明、發(fā)現(xiàn)更是如井噴式的爆發(fā)，在伴隨著工業(yè)革命持續(xù)百年帶來的科技進(jìn)步的同時，在藝術(shù)領(lǐng)域，有一門全新的藝術(shù)表現(xiàn)形式，在科技的發(fā)展下誕生了，那就是攝影，之后不久在平面攝影技術(shù)的前提下，進(jìn)而產(chǎn)生了活動影像也就是電影攝影。在電影發(fā)展的百年歷史中，電影攝影也從作坊式的生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變成工業(yè)化的標(biāo)準(zhǔn)形式，但是對于電影攝影師來說，唯一不變的就是拍攝電影需要光，光才是電影攝影創(chuàng)作的靈魂。有了光，才能對感光材料進(jìn)行曝光，讓觀眾能看到影像。

曝光作為電影攝影的基礎(chǔ)，怎樣進(jìn)行準(zhǔn)確曝光呢？

電影攝影曝光有三個條件決定，首先是曝光時間，電影是由一張張單獨(dú)的畫面連續(xù)播放而形成的活動影像，所以電影攝影的曝光時間沒有圖片攝影那么自由，每一幀的曝光時間是固定的，并且由于電影攝影機(jī)的工作原理[ 圖1:電影攝影機(jī)機(jī)械原理示意圖]，每幀畫面曝光是需要通過一個不透光的圓形遮光器所開的角度來完成的，因此為了得到每一幀畫面所需的曝光時間（T），會由兩個變量來決定，一是每秒鐘所需的畫面幀率（FPS），二是遮光器所開的角度大?。╔），電影攝影的曝光時間計算的量化標(biāo)準(zhǔn)可以由一個計算公式得到：T=FPS×（360÷X）。

圖1 : 電影攝影機(jī)機(jī)械原理示意圖

假設(shè)使用傳統(tǒng)的電影幀率，每秒24幀畫面拍攝，遮光器的快門開角度是180度，通過計算公式可得每幀的曝光時間是48，也就是1/48秒的曝光時間。做為電影攝影師，還需要對所用燈光電源的頻率[周期性改變方向的電流叫做交流電，電流發(fā)生1個周期性變化的時間叫做周期，每秒電流發(fā)生變化的次數(shù)叫做頻率，單位是赫茲。]有所了解，如果使用交流電為燈光設(shè)備提供電源的話，就需要將曝光時間與電源頻率做倍數(shù)匹配，以免拍攝畫面產(chǎn)生頻閃，我國的交流電頻率為每秒50赫茲，通過計算公式推導(dǎo)，如果需要曝光時間為1/50秒的話，遮光器的快門開角度需要調(diào)整至172.8度。同理，當(dāng)在某些國家的電源環(huán)境為每秒60赫茲的條件下拍攝時，假設(shè)24幀／秒的幀率，1/60秒的曝光時間，就需要144度的遮光器開角度。所以當(dāng)攝影師在控制曝光時間時，需要了解機(jī)械、電學(xué)的原理，并通過計算得出可控的量化標(biāo)準(zhǔn)，并為整部影片提供拍攝依據(jù)。在我國的電源頻率的基礎(chǔ)上，使用每秒24幀的拍攝幀率，會得到1/50秒的曝光時間，如果將拍攝幀率提升至每秒48幀，可以得到1/100秒曝光時間，以此類推，幀率的倍數(shù)增加會使得曝光時間以倍數(shù)減少，1/50秒、1／100秒、1/200秒、1/400秒等，時間每快一倍，曝光量就減少一倍。

電影攝影曝光的第二個條件為鏡頭的光圈值。每一顆鏡頭上我們都能看到這樣的數(shù)值[ 圖2:光圈控制環(huán)，（美）赫伯特·澤特爾，《攝像基礎(chǔ)》，第三版，中國傳媒大學(xué)出版社，2005年，第40頁。]，如：F2、 F2.8、F4,、F5.6、F8、F11、F16、F22 等，這些數(shù)值代表了不同的光圈大小，光圈的數(shù)字和大小呈反比，數(shù)字越大，光圈越小；光圈越小，透光面積越小，光圈越大，透光面積越大；并且上一級的進(jìn)光量是下一級的一倍。

圖2 光圈控制環(huán)

然而光圈值所代表的數(shù)值不是光圈的物理孔徑，而是鏡頭焦距與孔徑的比值，也就是：光圈F值=鏡頭的焦距÷鏡頭孔徑的直徑。無論哪款鏡頭，無論焦距是多少，比值都是固定的，一定的光圈值代表的通光量就是一定的，并且上下級相鄰的光圈值的通光量是一倍的關(guān)系也是被固定且量化的。

第三點(diǎn)，也是電影攝影曝光條件的最后一點(diǎn)就是感光度，使用ISO值表示，ISO是國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的簡稱[ 國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（International Organization for Standardization,）簡稱ISO，是一個全球性的非政府組織，是國際標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域中一個十分重要的組織，ISO國際標(biāo)準(zhǔn)化組織成立于1946年。]，這個組織對感光度做了量化的規(guī)定，感光度是衡量膠片和現(xiàn)代數(shù)字感光芯片對光的靈敏程度，ISO數(shù)值越高，對光的靈敏程度就越高，顯現(xiàn)影像所需要的時間就越少，常用感光度數(shù)值為：100、200、400、800、1600、3200、6400等，數(shù)值以倍數(shù)增加，并且數(shù)值翻一倍，感光的靈敏度也快一倍。

從電影攝影曝光所需的三個條件很容易得出結(jié)論，曝光時間、光圈值、ISO值三者結(jié)合可得出一個曝光值；而曝光時間、光圈值、ISO值各自的內(nèi)部的相鄰值之間又是成倍數(shù)關(guān)系，所以曝光值確定后，曝光所需的三個條件之間只要符合倍數(shù)補(bǔ)償?shù)年P(guān)系，那它們之間是可以互相轉(zhuǎn)換的，曝光的三個條件之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系就叫做倒易率。

例如，在拍攝條件同樣的環(huán)境下，第一組數(shù)據(jù)為1/50秒、F5.6、800ISO；第二組數(shù)據(jù)為1/100秒、F2.8、400ISO；第三組數(shù)據(jù)為1/50、F8、1600ISO。這三組數(shù)據(jù)拍攝的曝光值是相同的，以此類推，只要在倍數(shù)的關(guān)系下，符合倒易率，就能形成無數(shù)組相同曝光值的數(shù)據(jù)。那問題是，作為一個電影攝影師，究竟該選擇哪一組數(shù)據(jù)來完成這個曝光值呢？在完成曝光的前提下，三個不同曝光條件的選擇，會為影片的畫面又帶來什么樣的創(chuàng)作可能性呢？

2.曝光原理控制所帶來的創(chuàng)造性

首先在曝光時間上前文已經(jīng)提到，當(dāng)影片的幀率提升了，曝光時間就越短，在畫面上捕捉物體運(yùn)動的瞬間能力就越強(qiáng)，反之，幀率下曝光時間越長，所拍攝的運(yùn)動物體就會越模糊，由于電影是由一張張畫面連續(xù)拼接形成的，為了讓連續(xù)的畫面看上去足夠順暢，必須在兩個連續(xù)的畫面中間，通過觀眾的大腦自行計算，將缺失的內(nèi)容補(bǔ)充進(jìn)來，這就是視覺暫留原理[ 視覺暫留（persistence of vision），亦即影像在視網(wǎng)膜上的短暫停留。（美）大衛(wèi)·波德維爾，克里絲汀·湯普森《電影藝術(shù)：形式與風(fēng)格》，插圖第8版，世界圖書出版公司，2008年，第12頁。]，但是當(dāng)兩個畫面的拍攝時間間隔太長，視覺暫留就無法計算出缺失的內(nèi)容，而觀眾在觀看時就會產(chǎn)生卡頓或不連貫的感受，因此幀率越高，大腦需要使用視覺暫留的需求就越少，也就是越接近人通過肉眼直接看到的影像，而表現(xiàn)在電影創(chuàng)作上就會給觀眾帶來越真實的視覺感受。

2016年由華人導(dǎo)演李安執(zhí)導(dǎo)的電影《比利林恩的中場戰(zhàn)事》[ 圖3:電影《比利林恩的中場戰(zhàn)事》，2016年上映，導(dǎo)演：李安，攝影指導(dǎo)：約翰·托爾。]全片使用了每秒120幀的拍攝幀率，這在電影史上是史無前例的，在當(dāng)今主流的拍攝幀率仍為每秒24幀的情況下，李安的電影在技術(shù)上將幀率提升了5倍，觀眾在觀影時帶來的直接感受就是畫面比之以往的電影來說更接近真實，特別是影片中的戰(zhàn)爭場面，即使被攝主體在劇烈運(yùn)動，但每一個畫面卻都如此的清晰，給觀眾帶來了身臨其境的壓迫感，真切感受到了戰(zhàn)爭的殘酷性，通過此技術(shù)，使得電影主題具有了極強(qiáng)的說服力。

圖3 電影《比利林恩的中場戰(zhàn)事

1994年王家衛(wèi)的電影《重慶森林》[ 圖4:電影《重慶森林》，1994年上映，獲第14屆香港電影金像獎最佳影片，導(dǎo)演：王家衛(wèi)。]使用了低幀率的拍攝技巧，低幀率會導(dǎo)致曝光時間的延長，畫面會產(chǎn)生運(yùn)動的模糊感，電影的攝影師杜可風(fēng)[ 杜可風(fēng)（Christopher Doyle，1952年出生于澳大利亞悉尼）攝影師。]在一次電視采訪中對這個技法的解釋，大致意思是：很多人以為我們是特意使用了一種風(fēng)格，其實是因為光線不足，為了完成曝光而不得已使用的技術(shù)方法，卻形成了影片獨(dú)特的風(fēng)格。無論是有意為之還是刻意使用，《重慶森林》帶給觀眾的模糊與卡頓的視覺感受符合電影所想表達(dá)的人物之間甚至是導(dǎo)演與觀眾之間巧妙的曖昧感，在模糊的視覺體驗中這樣的感受得到了完美的呈現(xiàn)。

圖4 電影《重慶森林》

這是幀率導(dǎo)致的曝光時間的改變帶來的創(chuàng)作可能性，而光圈的改變也同樣可以帶來豐富的創(chuàng)造力，光圈的大小除了直接影響通光量的變化外，還有一個重要的創(chuàng)作手段就是能帶來景深的改變。攝影的景深指的是在畫面上被攝物體前后的清晰范圍，根據(jù)成像原理[ 圖5:光學(xué)成像原理示意圖]，景深分為前、后景深，并且由以下變量決定景深（ΔL）的大?。喝菰S彌散圈直徑（δ）、鏡頭焦距（f）、鏡頭的拍攝光圈值（F）、對焦距離（L）、前景深（ΔL1）、后景深（ΔL2）。其中彌散圈直徑是指，光束聚焦在影像平面上時，所能形成的最小直徑，也就是肉眼分辨一個光點(diǎn)的清晰與模糊的臨界值。不同的膠片尺寸或感光材料的尺寸，所對應(yīng)的彌散圈直徑是不一樣的，比如：傳統(tǒng)的24cm×36cm的膠片尺寸，彌散圈的直徑為0.035mm。計算公式為：前景深ΔL1=（FδL2）÷（f2+ FδL）；后景深ΔL2=（FδL2）÷（f2+ FδL）；景深ΔL=前景深ΔL1+后景深ΔL2。將公式代入后得到，景深ΔL=（2f2FδL2）÷（f4-F2δ2L2）。

以200mm鏡頭焦距、光圈值2.8、對焦距離5000mm、彌散圈直徑0.035mm為例，代入景深計算公式后得到景深為120mm，如果所有數(shù)據(jù)不變只改變光圈數(shù)值為11，代入景深計算公式得到景深為480mm。由此可以得出結(jié)論，光圈值越大，景深越大；光圈值越小，景深越小。

圖5 光學(xué)成像原理示意圖

既然可以根據(jù)改變光圈值來控制景深的大小，那么景深帶來的清晰范圍具體能有什么樣的畫面創(chuàng)造力？又會給觀眾帶來怎樣的觀影體驗?zāi)兀吭谟笆飞嫌欣锍瘫饬x的電影《公民凱恩》[ 圖6:電影《公民凱恩》，1941年上映，導(dǎo)演：奧遜·威爾斯，攝影：格雷格·托蘭德。]就大量使用了大景深鏡頭，比如影片前半段，雪地與室內(nèi)的一場戲，通過大景深的運(yùn)用將前景的人物、中景的室內(nèi)空間和后景窗外雪地里的孩子在一個畫面里清晰表現(xiàn)了出來，觀眾從畫面里不僅能看到人物之間的位置關(guān)系，并且空間關(guān)系也體現(xiàn)得淋漓盡致，這都得益于大景深的運(yùn)用。

圖6 電影《公民凱恩》

反觀小景深運(yùn)用的影片，比如漫畫風(fēng)格明顯的《斯巴達(dá)三百勇士》[ 圖7:電影《斯巴達(dá)三百勇士》，2007年上映，導(dǎo)演：扎克·施耐德，攝影指導(dǎo)：拉瑞·方]，在表現(xiàn)人物的方法上，大量使用小景深的創(chuàng)作方式，由于《斯巴達(dá)三百勇士》是一部戲劇性較強(qiáng)的影片，人物命運(yùn)是牽扯觀眾情緒的主要線索，所以小景深起到了強(qiáng)調(diào)的作用，讓觀眾將注意力只集中在畫面的清晰范圍內(nèi)，也就是人物身上，加強(qiáng)了觀眾對角色命運(yùn)的共鳴感。

圖7 電影《斯巴達(dá)三百勇士》

雖然光圈值的基本作用是控制曝光，但是通過對光圈值的量化標(biāo)準(zhǔn)的理解，同樣可以在保證曝光的同時帶來景深的控制，改變畫面的藝術(shù)表現(xiàn)形式。曝光的三個條件中最后一點(diǎn)就是ISO,它同樣可以為電影的藝術(shù)創(chuàng)作帶來不同的效果。自從新千年以來，數(shù)字?jǐn)z影機(jī)逐漸取代了傳統(tǒng)的膠片攝影機(jī)，原先使用膠片時可以通過更換膠片來改變ISO值，但是科技的進(jìn)步開始逐漸淘汰膠片，取而代之的是不可更換的數(shù)字感光材料，并且部分?jǐn)?shù)字?jǐn)z影機(jī)使用曝光指數(shù)（EI）來表示ISO值，從ARRI[ 德國ARRI是全球最大的電影攝影器材的專業(yè)制造廠商，于1917年成立于德國慕尼黑。]官方得到的數(shù)據(jù)圖來分析[ 圖8:ARRI ALEXA袖珍指南曝光指數(shù)參照表]，以18%反光率的中間灰[ 18%的光線被反射所產(chǎn)生的灰色影調(diào)就是18%灰色，該影調(diào)位于純白和純黑的中點(diǎn)，即為灰色級譜上的中間影調(diào)，這也正是測光表校準(zhǔn)后讀取的值。美國紐約攝影學(xué)院著，《美國紐約攝影學(xué)院攝影教材》，上冊，中國攝影出版社，2009年，199頁。]作為區(qū)分?jǐn)?shù)字感光材料采集亮部與暗部能力的比例來看，升高曝光指數(shù)EI會增加亮部的采集能力，也就是感光材料能更多地在畫面里顯示出亮部的細(xì)節(jié)，而暗部的采集能力就會相應(yīng)減少，在畫面里，暗部得細(xì)節(jié)就無法顯示的更多；如果降低曝光指數(shù)EI，感光材料的暗部采集能力的分配比例就會比亮部多，相應(yīng)的在畫面里就是暗部的細(xì)節(jié)會更多的顯示，而亮部的細(xì)節(jié)會減少。這是數(shù)字感光材料對于感光度或者說曝光指數(shù)調(diào)整后所能顯示的亮部到暗部分配比例的采集能力。

圖8 ARRI ALEXA袖珍指南曝光指數(shù)參照表

數(shù)字?jǐn)z影機(jī)的感光材料特性帶來的這個能力，改變了電影攝影師在低照度的環(huán)境里拍攝的方式，為了表現(xiàn)更多在暗部的畫面細(xì)節(jié)，與傳統(tǒng)的升高感光度的做法相反，在燈光照度足夠的情況下，反而使用較低的曝光指數(shù)去拍攝；在高亮度的環(huán)境拍攝時，為了得到更多的亮部細(xì)節(jié)也不是傳統(tǒng)的降低感光度的方式，而是用較高的曝光指數(shù)，利用數(shù)字感光材料可以改變亮部與暗部采集能力的分配比例的特性去靈活的改變創(chuàng)作方式。數(shù)字技術(shù)的發(fā)展改變了傳統(tǒng)的拍攝方法，使得觀眾在觀看時有了比以往不同的觀影感受，在觀影的過程中，更多的細(xì)節(jié)展示，帶來了更驚艷的視覺體驗，完成了更好的情境代入感。

3.結(jié)語

相較于美術(shù)、音樂、舞蹈等擁有悠久傳統(tǒng)的藝術(shù)表現(xiàn)形式，電影的歷史才一百多年，是一個非常年輕的藝術(shù)門類，并且電影發(fā)展的最根本的基石是科技，由于是科技進(jìn)步帶來的電影藝術(shù)，那在創(chuàng)作時就要尊重、了解科技。當(dāng)今，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)碾娪芭臄z必須要了解光學(xué)、電學(xué)、機(jī)械原理等各個相關(guān)的科學(xué)領(lǐng)域，雖然電影的藝術(shù)創(chuàng)作結(jié)果可能是一個感性的形式，是一個自由的表達(dá)，但在創(chuàng)作過程中一定是一個理性的思考加上嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牟僮鱽硗瓿傻?。本文通過對電影攝影曝光基礎(chǔ)的剖析，探討了科技對創(chuàng)作的重要性，在電影攝影的創(chuàng)作領(lǐng)域中，科學(xué)提供了可量化的標(biāo)準(zhǔn)，而掌握了標(biāo)準(zhǔn)，控制了技術(shù)，在此基礎(chǔ)上就能帶來無窮的創(chuàng)造力。當(dāng)今，正大力提倡工匠精神，什么是工匠精神，這不正是對量化標(biāo)準(zhǔn)的精益求精嗎？工匠精神帶來了產(chǎn)品質(zhì)量的提升，電影攝影對技術(shù)的精確使用，不也是同樣的道理嗎？